CN1869569A - 电弧炉内排烟气降温余热利用回收***及其除尘工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电弧炉内排烟气降温余热利用回收***及其除尘工艺，属于电弧炉除尘技术领域。其主要采用热管蒸汽发生器通过保温管道与燃烧沉降室连接，热管蒸汽发生器与除尘器连接，除尘器连接主风机，主风机与排气筒连接。电弧炉内排烟气排出，经水冷滑套混入冷风后进入燃烧沉降室，由燃烧沉降室出来的烟气经保温烟道，直接进入热管蒸汽发生器，热管蒸汽发生器出来的烟气直接进入或与其他烟气混合后进入除尘器除尘后，由主风机压入排气筒排入大气。本发明能高效地冷却高温烟气，最大限度地回收烟气中的热能，改善除尘能力；能减少***风量，降低运行费用；热管蒸汽发生器运行可靠、稳定，满足正常生产的要求，30t/h以上的电弧炉除尘都可采用。

Description

电弧炉内排烟气降温余热利用回收***及其除尘工艺

技术领域

本发明涉及一种电弧炉内排烟气降温余热利用回收***及其除尘工艺，具体地说是能高效地冷却高温烟气，最大限度地回收烟气中的热能，改善除尘能力，属于电弧炉除尘技术领域。

背景技术

电弧炉炼钢内排烟气(由炉盖第四孔或第二孔排出)温度很高，一般在1200℃左右，必须首先冷却降温后才能除尘。目前，通常采用以下几种冷却降温方式：直接混入冷风、水冷烟道、机力冷却器风冷、喷雾冷却等。上述冷却方式都存在诸多缺点：1、直接混入冷风冷却方式：其降温后的风量增加很大，需增加***管道、风机和电机、除尘器的初投资和运行费用。此法一般用于温度在300℃以下的烟气。2、水冷烟道冷却方式：其冷却时需大量的冷却水；烟道重量大；需占用和配置冷却水的公辅设施。此法仅适用于温度在500℃以上的烟气，受场地限制，一般不能配置过多。3、机力冷却器风冷冷却方式：此法需增加冷却风机；降温效果差。其进口烟气温度不宜大于500℃，降温范围有限；容易堵灰影响换热和导致***恶化。4、喷雾冷却方式：消耗冷却水，增加烟气中水的含量，不仅使除尘布袋容易结露，还容易造成布袋水解失效。所以此法对喷水量的控制精度要求很高，受滤袋性能限制烟气湿度不宜过大，喷水量不能过多，故降温范围有限。

由于以上缺点，工程中大多组合使用上述冷却方式，造成烟气的降温冷却***复杂，设备庞大，运行维护工作量大。同时，上述冷却方式都只是单纯的降温，造成高温烟气中的大量热能被浪费。近年来，水列管式自然循环锅炉在电弧炉内排高温烟气的降温除尘中有所应用，这样能够回收烟气余热产生蒸汽用于生产、生活。但是，该型锅炉属于间壁换热，高温含灰烟气在换热管外流动，汽水混合物在换热管内流动。一旦工作条件恶劣的换热管损坏，高温烟气就与汽水混合物直接混合，被迫停产检修。另外，该型锅炉在实际运行中不能很好地解决堵灰、低温腐蚀等故障，影响了企业的正常生产。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种采用热管蒸汽发生器作为降温、回收余热的主要设备，能高效地冷却高温烟气，还能最大限度地回收烟气中的热能，改善除尘能力，并且不影响电弧炉炼钢生产的稳定和连续的电弧炉内排烟气降温余热利用的除尘工艺。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明采用电弧炉1连接四孔水冷滑套2，四孔水冷滑套2连接燃烧沉降室3，特征是采用热管蒸汽发生器5通过保温管道4与燃烧沉降室3连接，热管蒸汽发生器5通过管道与除尘器10连接，除尘器10通过管道连接主风机11，主风机11与排气筒12连接。

本发明热管蒸汽发生器5上连接主给水管道9，主给水管道9连接主蒸汽管道7，主蒸汽管道7与蒸汽蓄热器8连接。

本发明热管蒸汽发生器5连接增压风机13，增压风机13与外排管道6一并连接除尘器10。

本发明电弧炉内排烟气降温余热利用回收的除尘工艺步骤如下：

本发明电弧炉1内排烟气排出，经水冷滑套2混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室3，使烟气中的一氧化碳充分燃烬，调节控制出口烟气温度温度小于或等于800℃；由燃烧沉降室3出来的烟气经保温烟道4，直接进入热管蒸汽发生器5，完成热交换，温度小于或等于120℃时排出；热管蒸汽发生器5出来的烟气直接进入或与其他烟气混合后进入除尘器10除尘后，由主风机11压入排气筒12排入大气。

本发明热管蒸汽发生器5吸收烟气余热后产生蒸汽供给主给水管道9，由主蒸汽管道7进入蒸汽蓄热器8，蒸汽经调节后用于生产、生活或外供。

本发明热管蒸汽发生器5出来的烟气由增压风机13与外排管道6烟气混合一起进入除尘器10经除尘后，由主风机11压入排气筒12排入大气。

本发明热管蒸汽发生器5吸收烟气余热后产生蒸汽供给主给水管道9，由主蒸汽管道7直接用于生产、生活或外供。

本发明热管蒸汽发生器5降温后，其温度小于或等于120℃时，除尘器10布袋材料采用常温滤料制成；其温度为：120～200℃时，除尘器10布袋材料采用耐高温滤料制成。

本发明热管蒸汽发生器作为降温、回收余热的主要设备。热管蒸汽发生器是技术成熟，其己广泛应用与二次间壁换热设备。热管蒸汽发生器是由若干根圆柱形的热管元件(换热管束)组合而成。其基本结构：热管的受热段置于高温烟道内，烟气横掠热管受热段，热管元件的放热段插在水—汽***内。其工作原理：高温烟气的热量由热管传给水—汽***内的饱和水并使其汽化，所产蒸汽(汽、水混合物)经蒸汽上升管达到汽包，经集中分离以后再经主蒸汽阀输出。这样由于热管不断将热量输入水—汽***，通过外部汽—水管道的上升及下降完成基本的汽—水循环，使高温烟气降温，完成热交换并使水转化为蒸汽，用于工业生产或民用生活。由于热管的存在使得该水—汽***的受热及循环完全和热源分离而独立存在于高温烟气之外，水—汽***不受高温烟气的直接冲刷。热管蒸汽发生器的进口烟气温度最高可达到800℃，出口烟气温度通常为120℃，如烟气中不含水份或含水很少，温度还可进一步降低。热管元件在蒸汽发生器内排列非常灵活，调整烟气的流通截面积很方便，这样能使烟气等流速通过换热管束，有效地减少积灰；通过调整单根热管元件受热段和放热段的面积，能提高热管壁面温度，有效地避免了烟气在热管壁面结露，防止了堵灰。由此可见，热管蒸汽发生器不仅可以降低烟气温度，最大限度地回收烟气热量，还能有效地使冷、热流体分开，安全换热。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明最大限度回收烟气余热，产生蒸汽用于生产、生活；能满足循环经济的要求，符合节能环保的国家政策；降温范围大，仅用一个部件就能替带高温水冷烟道、机力冷却器、喷雾冷却器等换热效果差的设备组合，简化了***配置；混入冷风量少，减少了***风量，从而降低了运行费用；热管蒸汽发生器运行可靠、稳定，满足正常生产的要求；应用范围广，30t/h以上的电弧炉除尘都可采用；采用保温烟道，减少了水冷烟道，降低冷却水量和维护费用。

附图说明

图1为本发明的烟气降温余热利用除尘工艺流程图(实施例一)。

图2为本发明的烟气降温余热利用除尘工艺流程图(实施例二)。

图3为本发明的烟气降温余热利用除尘工艺流程图(实施例三)。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

本发明主要由电弧炉1、水冷滑套2、燃烧沉降室3、保温烟道4、热管蒸汽发生器5、外排管道6、主蒸汽管道7、蒸汽蓄热器8、主给水管道9、除尘器10、主风机11、排气筒12、增压风机13等组成。

实施例一：

某30t/h炼钢电弧炉内排烟气降温余热利用回收除尘***。

本发明实施例采用电弧炉1连接四孔水冷滑套2，四孔水冷滑套2连接燃烧沉降室3，热管蒸汽发生器5通过保温管道4与燃烧沉降室3连接，热管蒸汽发生器5通过管道与除尘器10连接，除尘器10通过管道连接主风机11，主风机11与排气筒12连接。在热管蒸汽发生器5上连接主给水管道9，主给水管道9连接主蒸汽管道7，主蒸汽管道7与蒸汽蓄热器8连接。外排管道6连接在电弧炉1上方。

如图1所示：本发明电弧炉内排烟气降温余热利用回收的除尘工艺步骤如下：电弧炉1内排烟气由第四孔排出，经水冷滑套2混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室3；燃烧沉降室3的作用是：降低烟气流速，使烟气中携带的大颗粒粉尘沉降，并适当混入冷风最终燃烬一氧化碳气体，调节出口烟气温度不大于800℃；由燃烧沉降室3出来的烟气经保温管道4直接进入热管蒸汽发生器5与给水完成热交换，温度降至120℃左右排出；最后烟气进入除尘器10经除尘后，由主风机11压入排气筒12排入大气。同时，主给水管道9在热管蒸汽发生器5吸收烟气余热后产生蒸汽，由主蒸汽管道7进入蒸汽蓄热器8，经调节后外供稳定、连续、参数符合用户要求的蒸汽用于生产、生活。此方式在蒸汽压力、流量要求稳定，连续的情况下采用。

实施例二：

某45t/h炼钢电弧炉内排烟气降温余热利用回收除尘***。

本发明实施例采用电弧炉1连接四孔水冷滑套2，四孔水冷滑套2连接燃烧沉降室3，热管蒸汽发生器5通过保温管道4与燃烧沉降室3连接，热管蒸汽发生器5通过管道连接增压风机13，增压风机13与连接在电弧炉1上方的外排管道6一并连接除尘器10，除尘器10通过管道连接主风机11，主风机11与排气筒12连接。在热管蒸汽发生器5上连接主给水管道9，主给水管道9连接主蒸汽管道7，主蒸汽管道7通过管道与蒸汽蓄热器8连接。

如图2所示：本发明电弧炉内排烟气降温余热利用回收的除尘工艺步骤如下：电弧炉1内排烟气由第四孔排出，经水冷滑套2混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室3；燃烧沉降室3的作用是：降低烟气流速，使烟气中携带的大颗粒粉尘沉降，并适当混入冷风最终燃烬一氧化碳气体，调节出口烟气温度不大于800℃；由燃烧沉降室3出来的烟气经保温管道4直接进入热管蒸汽发生器5与给水完成热交换，温度降至120℃左右排出；最后烟气由增压风机13与外排管道6烟气混合一起进入除尘器10经除尘后，由主风机11压入排气筒12排入大气。同时，主给水管道9在热管蒸汽发生器5吸收烟气余热后产生蒸汽，由主蒸汽管道7进入蒸汽蓄热器8，蒸汽经调节后外供稳定、连续、参数符合用户要求的蒸汽用于生产、生活。

实施例三：

某50t/h炼钢电弧炉内排烟气降温余热利用回收除尘***。

本发明实施例采用电弧炉1连接四孔水冷滑套2，四孔水冷滑套2连接燃烧沉降室3，热管蒸汽发生器5通过保温管道4与燃烧沉降室3连接，热管蒸汽发生器5通过管道与除尘器10连接，除尘器10通过管道连接主风机11，主风机11与排气筒12连接。在热管蒸汽发生器5上连接主给水管道9，主给水管道9连接主蒸汽管道7。外排管道6连接在电弧炉1上方。

如图3所示：本发明电弧炉内排烟气降温余热利用回收的除尘工艺步骤如下：电弧炉1内排烟气由第四孔排出，经水冷滑套2混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室3；燃烧沉降室3的作用是：降低烟气流速，使烟气中携带的大颗粒粉尘沉降，并适当混入冷风最终燃烬一氧化碳气体，调节出口烟气温度不大于800℃；由燃烧沉降室3出来的烟气经保温管道4直接进入热管蒸汽发生器5与给水完成热交换，温度降至120℃左右排出；最后烟气进入除尘器10经除尘后，由主风机11压入排气筒12排入大气。同时，主给水管道9在热管蒸汽发生器5吸收烟气余热后产生蒸汽，由主蒸汽管道7直接外供参数符合用户要求的蒸汽用于生产、生活。此方式在蒸汽压力、流量要求不高，或蒸汽完全并网的情况下采用。

本发明实施例一、二、三中当热管蒸汽发生器5降温后，其温度小于或等于120℃时，除尘器10布袋材料采用常温滤料制成；其温度为：120～200℃时，除尘器10布袋材料采用耐高温滤料制成。

Claims (8)

1、一种电弧炉内排烟气降温余热利用回收***，采用电弧炉(1)连接四孔水冷滑套(2)，四孔水冷滑套(2)连接燃烧沉降室(3)，其特征是采用热管蒸汽发生器(5)通过保温管道(4)与燃烧沉降室(3)连接，热管蒸汽发生器(5)通过管道与除尘器(10)连接，除尘器(10)通过管道连接主风机(11)，主风机(11)与排气筒(12)连接。

2、根据权利要求1所述的电弧炉内排烟气降温余热利用回收***，其特征在于所述的热管蒸汽发生器(5)连接主给水管道(9)，主给水管道(9)连接主蒸汽管道(7)，主蒸汽管道(7)与蒸汽蓄热器(8)连接。

3、根据权利要求1所述的电弧炉内排烟气降温余热利用回收***，其特征在于所述的热管蒸汽发生器(5)连接增压风机(13)，增压风机(13)与外排管道(6)一并连接除尘器(10)。

4、一种按权利要求1所述的电弧炉内排烟气降温余热利用回收***的除尘工艺，其特征是采用电弧炉(1)内排烟气排出，经水冷滑套(2)混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室(3)，使烟气中的一氧化碳充分燃烬，调节控制出口烟气温度温度小于或等于800℃；由燃烧沉降室(3)出来的烟气经保温烟道(4)，直接进入热管蒸汽发生器(5)，完成热交换，温度小于或等于120℃时排出；热管蒸汽发生器(5)出来的烟气直接进入或与其他烟气混合后进入除尘器(10)除尘后，由主风机(11)压入排气筒(12)排入大气。

5、根据权利要求4所述的电弧炉内排烟气降温余热利用回收***的除尘工艺，其特征是热管蒸汽发生器(5)吸收烟气余热后产生蒸汽供给主给水管道(9)，由主蒸汽管道(7)进入蒸汽蓄热器(8)，蒸汽经调节后用于生产、生活或外供。

6、根据权利要求4所述的电弧炉内排烟气降温余热利用回收***的除尘工艺，其特征是热管蒸汽发生器(5)出来的烟气由增压风机(13)与外排管道(6)烟气混合一起进入除尘器(10)经除尘后，由主风机(11)压入排气筒(12)排入大气。

7、根据权利要求4所述的电弧炉内排烟气降温余热利用回收***的除尘工艺，其特征是热管蒸汽发生器(5)吸收烟气余热后产生蒸汽供给主给水管道(9)，由主蒸汽管道(7)直接用于生产、生活或外供。

8、根据权利要求4所述的电弧炉内排烟气降温余热利用回收***的除尘工艺，其特征是热管蒸汽发生器(5)降温后，其温度小于或等于120℃时，除尘器(10)布袋材料采用常温滤料制成；其温度为：120～200℃时，除尘器(10)布袋材料采用耐高温滤料制成。

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